Nächstgelegene felsige Exoplaneten könnten Leben unterstützen
Künstlerisches Konzept der felsigen Supererde Proxima-b, dem unserem Sonnensystem am nächsten bekannten Exoplaneten, der den roten Zwergstern Proxima Centauri umkreist. Solche potenziell bewohnbaren Gesteinsplaneten, die rote Zwergsterne umkreisen, können trotz der intensiven UV-Strahlung noch Leben erhalten. Bild über ESO/M. Kornmesser.
Etwas4.000Exoplaneten – die um ferne Sterne kreisen – wurden bisher entdeckt. Sie reichen von heißen Gasriesen, die größer als Jupiter sind, bis hin zu kleineren Gesteinswelten wie der Erde. Das ist an sich schon aufregend genug, aber eine der großen Fragen ist, wie viele dieser Planeten es sein könntenbewohnbar. Dies ist von besonderer Bedeutung im Hinblick auf felsige Exoplaneten, die imbewohnbare Zonenvon nahen Sternen, da sie zu den am einfachsten zu untersuchenden sind. Ein Problem war jedoch, dass die meisten dieser bekannten Planeten umkreisenRoter Zwerg (M-Zwerg) Sterne– die häufigste Sternart in der Galaxie – die sehr viel UV-Strahlung aussendet. Diese hochenergetische Strahlung deutet darauf hin, dass es für das Leben schwierig sein könnte, sich auf solchen Welten zu entwickeln.
Aber jetzt aneue Studievon der Cornell University vonLisa KalteneggerundJack O’Malley-Jamesargumentiert, dass Leben in solch extremen Umgebungen tatsächlich bereits überlebt haben könnte. Der Artikel konzentriert sich auf vier der nächstgelegenen potenziell bewohnbaren felsigen Exoplaneten:Proxima-b,TRAPPIST-1e,Ross-128bundLHS-1140b, die alle flüchtige Rote Zwergsterne umkreisen. Das neuepeer-reviewedPapier warveröffentlicht9. April 2019, imMonatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
Die intensive Strahlung von Roten Zwergsternen gilt als Hindernis für die Entwicklung von Leben auf anderen bewohnbaren Planeten, die sie umkreisen, da diese Strahlung biologische Moleküle zerstören kann. Aber dasMachtnicht immer der Fall sein. In der neuen Arbeit argumentieren Kaltenegger und O'Malley-James, dass Leben auf Planeten, die Rote Zwerge umkreisen, noch möglich sein sollte, da sich das Leben auf der Erde aus Organismen entwickelt hat, die eine noch größere Menge der Strahlung der frühen Sonne ertragen als einige nahegelegene Rote Zwerge Planeten erleben:
Angesichts der Tatsache, dass die frühe Erde bewohnt war, zeigen wir, dass die UV-Strahlung kein limitierender Faktor für die Bewohnbarkeit von Planeten sein sollte, die M-Sterne umkreisen. Unsere nächsten Nachbarwelten bleiben faszinierende Ziele für die Suche nach Leben außerhalb unseres Sonnensystems.
Um die Wahrscheinlichkeit des frühen Lebens auf M-Sternen zu bestimmen, verwendeten Kaltenegger und O’Malley-James Computermodelle, um die Oberflächenstrahlungsumgebungen aller vier dieser nächstgelegenen Exoplaneten zu simulieren. Die Strahlungswirkung kann abgeschätzt werden, auch wenn andere spezifische Bedingungen auf diesen Planeten noch unbekannt sind, wie Temperatur, atmosphärische Zusammensetzung usw.
Sie erstellten Modelle, die eine Reihe möglicher Szenarien für die vier Planeten zeigen, von denen mit Atmosphären ähnlich der heutigen Erde bis hin zu „erodierten“ undanoxisch(Sauerstoffmangel) Atmosphären. Exoplaneten mit sehr dünner Atmosphäre würden die UV-Strahlung nicht gut blockieren. Ebenso diejenigen ohne SchutzOzonwürde ihre Oberflächen nicht vor UV schützen. Kaltenegger und O’Malley-James verglichen dann ihre Exoplanetenmodelle mit Modellen der Erde vom Anfang ihrer Geschichte bis heute.
Künstlerisches Konzept der Oberfläche von Proxima-b. Könnte dieser nächste und potenziell bewohnbare Planet tatsächlich Leben unterstützen? Bild über ESO.
Was sie fanden, war interessant. Obwohl diese Planeten – vier der der Erde am nächsten gelegenen potenziell bewohnbaren Gesteins-Exoplaneten – mehr Strahlung erhalten als die Erde jetzt, ist die Strahlungsmenge tatsächlich erheblichwenigerals die Erde vor 3,9 Milliarden Jahren erhielt, als das Leben noch am Anfang war. Offensichtlich, wenn die frühe Erde sogarhärterStrahlung, und das Leben konnte sich hier immer noch entwickeln und gedeihen, könnten die Chancen auf Leben auf einigen dieser anderen Welten größer sein als angenommen.
Ein weiterer Aspekt von all dem ist, dass einige Studien gezeigt haben, dass UV-Strahlung tatsächlichlebensnotwendigum auf der Erde anzufangen. Dasselbe könnte vielleicht auch für andere strahlungsdurchflutete Welten gelten, wenn die Strahlungsmenge nicht übermäßig hoch ist, da die Strahlungsleistung von Stern zu Stern variiert.
Die Forscher versuchten, die Bewohnbarkeit von Planeten mit unterschiedlichen Strahlungsraten zu bewerten. Dazu untersuchten sie die Sterblichkeitsraten bei verschiedenen UV-Wellenlängen des extremophilen OrganismusDeinococcus radiodurans, einer der strahlungsresistentesten mikroskopischen Organismen, die auf der Erde bekannt sind. Erwartungsgemäß führten unterschiedliche Strahlungsmengen zu unterschiedlichen Ergebnissen, wie Kaltenegger und O’Malley-James feststellten:
Eine UV-Strahlungsdosis von 360 [Nanometer] müsste drei Größenordnungen höher sein als eine Strahlungsdosis von 260 [Nanometern], um ähnliche Sterblichkeitsraten in einer Population dieses Organismus zu erzeugen.
Größer anzeigen. | Künstlerisches Konzept von sieben erdgroßen Welten im Planetensystem TRAPPIST=1. TRAPPIST-1e ist ein weiterer der nächstgelegenen Gesteinsplaneten, der einen Roten Zwergstern umkreist und der Leben unterstützen könnte. Bild überDAS.
Mit dieser neuen Studie machen die Forscher ein gutes Argument dafür, warum potenziell bewohnbare Planeten, die rote Zwergsterne umkreisen, aufgrund der UV-Strahlung, die sie erhalten, nicht unbedingt ausgeschlossen werden sollten, um Leben zu beherbergen – und die eigene Geschichte der Erde scheint dies zu unterstützen. Wie O’Malley-James sagte:
Die Geschichte des Lebens auf der Erde liefert uns eine Fülle von Informationen darüber, wie die Biologie die Herausforderungen einer Umgebung meistern kann, die wir als feindlich bezeichnen würden.
Wie Kaltenegger auch feststellte, bleiben diese Welten und andere ähnliche Planeten in der Nähe von großem Interesse für Wissenschaftler, die anderswo nach Beweisen für Leben suchen:
Unsere Forschung zeigt, dass unsere nächsten Welten auf der Suche nach Leben auf anderen Welten faszinierende Ziele sind, die es zu erkunden gilt.
Fazit: Es mag logisch erscheinen, dass Planeten, die rote Zwergsterne umkreisen, aufgrund der enormen Mengen an UV-Strahlung, die sie empfangen können, weniger Leben haben würden, aber diese neue Studie liefert einige gute Gründe, warum wir immer noch optimistisch sein können, einige bewohnte zu finden Welten um sie herum – auch wenn das Leben nur so istDeinococcus radiodurans.